I micro-inverter: una svolta nel settore dell'energia solare
Un micro-inverter è un dispositivo utilizzato con i pannelli solari per convertire l'energia generata (corrente continua) in elettricità utilizzabile per una casa (corrente alternata). Da quando sono entrati nel mercato solare meno di un decennio fa, i micro-inverter che convertono la CC dai singoli moduli fotovoltaici in energia CA utilizzabile per la casa e l'azienda sono accolti con entusiasmo dai progettisti e dagli installatori di sistemi. Stanno comparendo ogni giorno in installazioni solari più grandi e sofisticate, una tendenza che non cambierà presto. La crescente domanda di energia pulita è uno dei principali motori della crescita del mercato solare. Pertanto, diverse aziende stanno sviluppando micro-inverter solari. I micro-inverter offrono diversi vantaggi: durano più a lungo perché non sono esposti a carichi di calore e alta potenza. Inoltre, nel caso dei micro-inverter, non c'è un singolo punto di guasto, il che significa che l'intero sistema rimane inalterato anche se un pannello ha un guasto. Diverse aziende hanno iniziato a costruire micro-inverter intelligenti, che sono inverter completamente collegati in rete e definiti dal software, sviluppati con funzioni avanzate per la rete.
I micro-inverter sono molto richiesti al di fuori degli Stati Uniti, poiché nuovi mercati si affrettano a sfruttare i dispositivi. Gli scienziati indiani stanno progettando e integrando i sistemi basati su micro-inverter in India. Diverse nuove aziende sono entrate nel mercato e hanno rilasciato i loro prodotti, tra cui i due maggiori produttori di inverter fotovoltaici, SMA e Power-One. Secondo il rapporto pubblicato da UnivDatos Market Insights, il mercato globale dei micro-inverter solari è stato valutato a 977,5 milioni di dollari nel 2018 e si prevede che raggiungerà i 5.604,6 milioni di dollari entro il 2025, mostrando un CAGR esplosivo del 28,4% nel periodo di previsione 2019-2025.
L'idea alla base dei micro-inverter
I sistemi solari tradizionali consistevano in un solo inverter. Quindi, in caso di guasto dell'inverter, non c'è trasferimento di energia alternativo. Per risolvere questo problema, è stata proposta e implementata l'idea di un inverter di stringa. Anche con gli inverter di stringa, un sistema fotovoltaico non era adatto come dispositivo plug and play per applicazioni domestiche. Pertanto, è auspicabile progettare sistemi che abbiano inverter all'interno dei moduli fotovoltaici, che assicurino il funzionamento stabile e il Maximum Power Point Tracking (MPPT) per ogni modulo.
Vantaggi e svantaggi di un micro-inverter rispetto a un inverter di stringa o centrale
Vantaggi dei micro-inverter
- Tolleranza all'ombra poiché ogni pannello solare produce indipendentemente dagli altri pannelli, le prestazioni di un pannello solare non influiscono sul pannello solare vicino. Pertanto, un pannello solare in ombra non ridurrà necessariamente le prestazioni di altri pannelli solari poiché funzionano in modo indipendente. Questo non è il caso degli inverter di stringa
- Nessun raffreddamento ad aria richiesto i micro-inverter sono inverter molto piccoli e possono essere inseriti sul retro di un pannello solare. A causa delle sue dimensioni, non è necessario avere un raffreddamento separato come gli inverter centrali. Pertanto, c'è meno perdita sotto forma di calore
- Conveniente i micro-inverter individualmente sono meno costosi di un inverter convenzionale. Quando un inverter convenzionale si guasta, è costoso da sostituire, ma nel caso dei micro-inverter, è molto meno probabile che si guastino a causa della minore quantità di elettricità che devono elaborare rispetto a un inverter convenzionale
- Facilità di installazione l'installazione di pannelli solari con micro-inverter è molto più semplice e veloce, il che porta a costi di installazione inferiori rispetto agli inverter tradizionali
- Flessibilità uno dei principali vantaggi dei micro-inverter è la sua flessibilità e scalabilità. Si può iniziare con un set minimo di moduli solari e aggiungere moduli man mano che le esigenze e i budget crescono senza richiedere la sostituzione di un grande inverter centralizzato
Svantaggi del micro-inverter
- Costo iniziale più elevato uno dei principali svantaggi di un micro-inverter è il suo costo iniziale più elevato. Tuttavia, il suo costo può essere giustificato nei casi in cui ci sono sfide tecniche nell'installazione di un pannello solare (serie di pannelli solari) o problemi di ombreggiatura che potrebbero causare un rendimento inferiore dell'intero sistema
- È richiesto un dispositivo di monitoraggio aggiuntivo: poiché ogni inverter è posizionato in modo indipendente sotto un pannello solare, è necessario un bus di comunicazione e un sistema di monitoraggio comune poiché non esiste un sistema di visualizzazione integrato come negli inverter di stringa
Conclusione
I micro-inverter sono diventati comuni laddove le dimensioni dei pannelli sono piccole e massimizzare le prestazioni di ogni pannello è una preoccupazione. I micro-inverter hanno avuto più successo nel mercato residenziale, dove lo spazio limitato per i pannelli limita le dimensioni dei pannelli e l'ombreggiatura da alberi vicini o altri oggetti è spesso un problema. I sistemi solari hanno una bassa efficienza e vengono utilizzati in combinazione con il sistema basato sull'elettronica di potenza per un efficiente accumulo di energia. La tecnologia dei micro-inverter è un campo emergente e offre un buon margine per nuove ricerche.